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拟南芥WRKY47基因在镉胁迫应答中的作用机理研究

发布时间:2020-06-07 22:58
【摘要】:土壤镉污染日益严重,而植物修复技术是目前有效治理镉污染的途径之一。为了寻找与镉相关植物基因,我们以模式植物拟南芥为实验对象进行重金属镉诱导,发现转录因子WRKY家族中第Ⅱb组WRKY47基因被显著诱导。(1)为了深入探究该基因,对WRKY47基因功能缺失突变体wrky47-1和wrky47-2镉表型分析发现突变体耐镉。将GSH合酶抑制剂丁硫氨酸-亚砜胺(L-Buthionine-sulfoximine,BSO)添加到含镉的培养基中,突变体耐镉表型消失,BSO恢复突变体耐镉表型,表明WRKY47介导的镉耐受依赖GSH途径。(2)WRKY47基因过表达植株WRKY47OE3和WRKY47OE6镉表型分析,发现WRKY47过表达植株对镉高度耐受。(3)突变体wrky47-1和过表达WRKY47OE3植株对0.8mM BSO耐受,表明基因WRKY47参与谷胱甘肽稳态的调节。对突变体wrky47和过表达WRKY47植株根、茎镉及GSH含量测定发现,突变体和过表达植株的根部吸收镉低于WT而GSH含量高于WT,表明WRKY47通过根部存储高含量GSH减少根部对镉的吸收从而耐镉。(4)检测wrky47突变体和WRKY47过表达植株中谷胱甘肽调控相关基因的表达,发现基因CLT1耐氯喹类转运体表达水平与WRKY47成正相关,基因GGCT2;1谷氨酰胺环转移酶表达水平与WRKY47成负相关。(5)对基因CLT1和基因GGCT2;1启动区克隆发现,两个基因的启动区均有3个W-BOX位点。瞬时表达烟草结果表明转录因子WRKY47微调CLT1表达水平,转录因子WRKY47抑制GGCT2;1表达水平。(6)对proWRKY47-GUS和ProGGCT2;1-GUS进行镉诱导发现在拟南芥根尖处强烈表达,wrky47突变体植株ProGGCT2;1-GUS表达水平高于WT,WRKY47基因缺失提高ProGGCT2;1-GUS根尖表达水平。(7)wrky47突变体和WRKY47过表达植株对砷耐受。总之,该研究发现了转录因子WRKY47负调节降解GSH谷氨酰胺转移酶GGCT2;1基因表达增加根尖GSH含量减少对镉的吸收使其耐镉,并确认WRKY47是调控谷胱甘肽循环GSH平衡因子。
【图文】:

镉胁迫,诱导表达,基因,转录因子


被镉胁迫诱导表达芥在 1/2MS 的培养基垂直培养 2 周后,分别RNA 并反转成 cDNA。通过 qRT-PCR,以 AC在不同时间的镉诱导下差异表达,结果如图7 表达水平设为单位 1,镉处理 1.5h 时 WRKY理 3h 时 WRKY47 基因表达是对照组的 100 倍是对照组的 3 倍。转录因子 WRKY47 本底表子 WRKY47 表达水平最高,在镉诱导 6h 时转,在镉诱导 0-3h 期间转录因子 WRKY47 表达导状态。获知:WRKY47 基因可被镉短暂诱导随之恢迫。

镉胁迫,突变体,培养基


合肥工业大学硕士学位论文l2和 75μM CdCl2培养基。将消毒后无菌种子 WT、wrky47-1 三种培养基中,,封板、春化后放入培养室垂直培养。2 周后T、wrky47-1 和 wrky47-2 在 3 种培养基的根长和鲜重,分析:在不含镉的培养基中 WT、wrky47-1 和 wrky47-2 叶片翠绿生长差异性;在 50μM CdCl2培养基中 WT、wrky47-1 和 wr显侧根且 wrky47-1 和 wrky47-2 的根长鲜重生长状态都优于l2培养基中 WT、wrky47-1 和 wrky47-2 叶片亮黄、主根多侧积小根瘦弱 wrky47-1 和 wrky47-2 叶片面积大根粗壮且 wrk根长鲜重都优于 WT。验结果我们可以获知:wrky47-1 和 wrky47-2 拟南芥对重金基因 WRKY47 可能是负调控植物镉耐受的。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:Q943.2

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本文编号:2702118

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